Ocurre en las primeras horas después de la fertilización:las células del embrión temprano comienzan a producir proteínas de forma independiente, los componentes básicos de las células y los órganos. Su propio material genético compuesto de manera única sirve como modelo. En los vertebrados, la señal de inicio de este proceso proviene de tres proteínas maternas que se unen al ADN de la descendencia. Nuevos hallazgos del Dr. Meijiang Gao de un equipo de investigación dirigido por la Dra. Daria Onichtchouk en el Instituto de Biología de la Universidad de Freiburg Ahora muestro, utilizando un modelo de pez cebra, cómo dos de estas tres proteínas iniciales del óvulo obtienen sus funciones y cómo actúan en un desarrollo posterior. Los hallazgos fueron publicados en un estudio en la revista Nature Communications .

“Hemos demostrado cómo funcionan las proteínas Pou5f3 y Sox19b en diferentes momentos del desarrollo embrionario y en diferentes áreas del embrión”, dice el biólogo del enfoque integrador del estudio. Ella lleva a cabo su investigación en el Clúster de Excelencia CIBSS de la Universidad de Freiburg, Centro de Estudios Integrativos de Señalización Biológica, cuyos científicos persiguen el objetivo de comprender los procesos de señalización a través de escalas. El Prof. Dr. Jens Timmer y Markus Rosenblatt del Instituto de Física de la Universidad de Freiburg también participaron en el estudio.

Moléculas importantes para la investigación con células madre

Proteínas humanas similares, los llamados homólogos de Pou5f3 y Sox19b, se utilizan en la investigación para producir células madre de forma artificial a partir de células de la piel humana. "El papel preciso de estos factores en el desarrollo es muy interesante para la investigación y la medicina también por este motivo", dice Onichtchouk.

Para determinar con precisión qué genes están controlados de qué manera por estas dos proteínas y cómo interactúan, la bióloga y su equipo estudiaron el desarrollo de embriones de pez cebra. Indujeron mutaciones en los genes de Pou5f3 y Sox19b para que los peces ya no produjeran estas proteínas reguladoras. De esta forma, lograron demostrar que las dos proteínas tienen tareas independientes. Sin embargo, ambos actúan sobre el ADN uniéndose a regiones reguladoras de genes y haciendo que los genes sean libremente accesibles para la maquinaria celular.

Control de genes en modo de suspensión

Además, el equipo descubrió que Pou5f3 y Sox19b suprimen los programas genéticos tardíos. "Mantienen los procesos importantes en modo de suspensión para que no comiencen hasta más tarde, cuando se acerca el paso apropiado en el desarrollo", describe Onichtchouk. "Esto se refiere a los genes responsables del desarrollo de los órganos". Sin embargo, Pou5f3 y Sox19b parecen ser los factores determinantes para la activación de los genes solo en el lado ventral del embrión. En el lado dorsal, son ineficaces. Onichtchouk quiere determinar la razón de esto:"Tenemos curiosidad por saber qué asume esta función aquí y si estas proteínas también se originan en la madre".